Rationalisierungspotenzial

Brennen statt Fräsen

| Autor / Redakteur: Ursula Herrling-Tusch / Frauke Finus

Für die Schuler-Gruppe werden aus einer 30 t schweren Stahltafel 400 x 710 x 840 mm große Werkstücke gefertigt und dafür große Segmente mit engen Radien abgetragen.
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Für die Schuler-Gruppe werden aus einer 30 t schweren Stahltafel 400 x 710 x 840 mm große Werkstücke gefertigt und dafür große Segmente mit engen Radien abgetragen. (Bild: Jebens)

Gerade bei der Fertigung von Grossbauteilen bedeuten Schnelligkeit und Wirtschaftlichkeit bares Geld. Als bekannter Spezialist für grosse, schwere Brennteile, mechanische Bearbeitung und komplexe Schweissbaugruppen setzt die Jebens GmbH aus Korntal-Münchingen deshalb bei hohen Abtragsraten immer häufiger auf Brennen statt Fräsen. Mit einem einzigen Schnitt entfernt sie dabei massives Material, was bis zu 50 % Zeitersparnis und folglich signifikant geringere Kosten bedeutet.

Vor dem Hintergrund zunehmend kleiner Losgrössen und enger Lieferzeiten gewinnen Effizienz, Flexibilität und Qualität immer mehr an Bedeutung. Als wirtschaftlich interessante Alternative zur komplexen Bearbeitung grosser Werkstücke durch Fräsen setzt Jebens auf eine perfektionierte Technik des Brennschneidens. Sie erlaubt in vielen Fällen die deutliche Reduzierung bis hin zum vollständigen Wegfall von Fräszeiten und bietet dadurch hohes Rationalisierungspotenzial. Ein Beispiel aus der Praxis ist ein Gehäuse für Münzpressen, das Jebens für die Schuler-Gruppe aus Baustahl in der Güte S355J2 mit APZ 3.1 fertigte.

In mehreren Ebenen galt es hierbei, aus einer 30 t schweren Stahltafel 400 x 710 x 840 mm grosse Werkstücke zu fertigen und dafür grosse Segmente mit engen Radien abzutragen. Diese Ausklinkungen waren in sehr unterschiedlichen Schnitthöhen, -breiten und -tiefen zu realisieren. Ganz ohne Fräsen fertigte der Brennschneidspezialist nur mit der Flamme die aufwändigen Geometrien exakt nach Kundenvorgabe. Möglich machten dies das profunde Know-how der langjährigen Mitarbeiter von Jebens und die hochmodernen technischen Anlagen. So kam für den Dickenabtrag eine Sato-Brennschneidmaschine zum Einsatz, ein Fasroboter übernahm anschliessend das Finishing der komplizierten Geometrien auf verschiedenen Ebenen. Zuvor wurde die exakte Schnittführung anhand von 3D-Modellen simuliert, um zu gewährleisten, dass der Schnitt auch wirklich auf Anhieb präzise passte. Denn bei diesem Verfahren gibt es bei einem versehentlich zu grossen Abtrag keinen zweiten Versuch.

Massarbeit mit 3D-Simulation

Oftmals kennen Konstrukteure auf Kundenseite gar nicht die Möglichkeit, enge Radien oder abgeschrägte Seiten mit der Brennschneidmaschine herzustellen. Dabei ist dieser Grobabtrag auch bei vorgegebenen Präzisionsparametern oftmals das Verfahren der Wahl. Durch partielles Nachfräsen werden selbst enge Toleranzen erfüllt, aber zuvor grosse Materialmengen kostengünstig abgetragen. Das Potenzial dieser Option wird bei einem Ersatzteil für ein Stahlwerk aus S355-Baustahl deutlich, bei dem Diagonalschnitte auf einer Länge von 710 mm umzusetzen waren. Dimension und geforderte Massgenauigkeit verlangten hohe Verfahrenskompetenz beim Brennschneiden, da eine Brennflamme nun einmal nicht mit der Präzision eines Lasers arbeitet. Jebens löste diese Herausforderung über eine spezielle Wärmeführung mit ausgeklügeltem Vorglühen und geradezu virtuoser Führung der Brennschneidmaschine: So wurden aus einem 450 mm dicken und 1000 mm hohen Block vier durch einen Steg getrennte Schrägen – davon je zwei parallel angeordnet – geschnitten. Die Elemente aus der Seite sowie Schrägen im 45-Grad-Winkel trug Jebens durch mehrlagiges Schneiden ab.

Lediglich für das Finishing des Bauteils setzte das Unternehmen die Fräsmaschine ein. Die Gegenüberstellung der Kosten für mechanische Bearbeitung oder Brennschneiden war für den Kunden der erste Impuls, sich für dieses von Jebens vorgeschlagene Verfahren zu entscheiden. Anhand von 3D-Modellen optimierten die kaufmännischen und technischen Jebensberater im engen Schulterschluss mit dem Kunden die Konstruktion unter Kosten- und Qualitätsaspekten. Das Ergebnis spricht für sich: 40 % Kostenersparnis in der Bearbeitung und eine um 30 % kürzere Bearbeitungszeit.

Wirtschaftlich interessante Perspektiven

Entsprechend stark ist die Alternative Brennen statt Fräsen bei Jebens inzwischen gefragt, um grosse Abtragsraten auch bei anspruchsvollen Geometrien effizient zu realisieren. Eine finale mechanische Bearbeitung wird dadurch zwar nicht immer ersetzt, aber der Hauptteil des abzutragenden Materials kann so mit deutlich weniger Zeitaufwand entfernt werden. Schnellere Fertigung, sichere Prozesse und geringere Werkstückkosten erschliessen bei der Bearbeitung grosser Bauteile wirtschaftlich interessante Perspektiven. Sie sprechen in zahlreichen Anwendungsfällen für diese Lösung, für die der Experte aus Korntal-Münchingen dank integriertem Know-how und leistungsstarkem Maschinenpark prädestiniert ist.

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